JPH11294862A - 不純物付着防止方法及び貯水槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体と接触する部位の表面に、その液体中に
含まれた不純物が付着することを防止する。 【解決手段】 貯湯タンク１内にはヒータ２が設けら
れ、保護パイプ４が被せられている。保護パイプ４の表
面には、酸化チタンを主成分とした光半導体層１１が形
成される。貯湯タンク１内の上部には、ヒータ２を照射
するランプ１３が設けられる。光半導体層１１は光励起
されて表面が親水性を示すので、保護パイプ４の外周面
には水膜が形成された状態となり、直接に不純物が付着
することが回避される。また水膜の上に載った不純物
は、貯湯タンク１内の水が流動することに伴って簡単に
洗い流されるから、ヒータ２の保護パイプ４の外周面に
不純物が付着、堆積することが防止される。併せて、酸
化チタンは酸化機能を発揮するので、雑菌類の繁殖を抑
制する抗菌作用を呈する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貯水槽等の液体が
接触する部位に不純物が付着するのを防止する方法及び
貯水槽に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、湯沸しや給茶機等においてお湯
を生成する場合に、タンク内に投げ込み式のヒータを装
備しておき、タンク内に貯留された水を直接にヒータに
より加熱してお湯を生成する方法が採られている。この
場合の水には、通常飲料用の水道水が使用されるが、水
道水中にはシリカやカルシウム等の不純物が含まれてい
る場合が多く、長時間使用していると、それらの不純物
が次第にヒータの表面に付着して堆積し、極端な場合は
不純物が数ミリといった単位でヒータの表面を覆ってし
まうことがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにヒータの表
面が不純物で覆われると、ヒータが断熱されたことと同
じ状態となり、ヒータが貯留された水との間で熱交換で
きなくなるので、ヒータの過剰加熱に繋がるという問題
があった。本発明は主に上記のような事情に基づいて完
成されたものであって、その目的は、貯水槽等の液体が
接触する部位に不純物が付着することを防止するところ
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る不
純物付着防止方法は、液体が接触する部位の表面に、親
水性を示す層を形成しておき、この親水性層によって液
中に含まれる不純物が表面に付着するのを防止するとこ
ろに特徴を有する。請求項２の発明に係る貯水槽内の不
純物付着防止方法は、貯留された水が接触する部位の表
面に、光励起によって親水性を示す光半導体層を形成し
ておき、この光半導体層が発揮する親水性によって水中
の不純物の付着を防止するところに特徴を有する。

【０００５】請求項３の発明に係る貯水槽は、貯留され
た水が接触する部位の表面に、光励起によって親水性を
示す光半導体層を形成したところに特徴を有する。請求
項４の発明は、請求項３に記載のものにおいて、前記光
半導体層が酸化チタンを主成分として構成されていると
ころに特徴を有する。請求項５の発明は、請求項３また
は４に記載のものにおいて、前記光半導体層を照射する
ランプを備えたところに特徴を有する。

【０００６】

【発明の作用及び効果】＜請求項１の発明＞液体が接触
する部位の表面は、親水性層により水膜が張ったような
状態になるので、接触部位の表面には直接には液中の不
純物が付着しにくい。また水膜の上に載った不純物は液
体の流動により簡単に洗い流される。もって、液体が接
触する部位の表面に不純物が付着、堆積することが防止
される。

【０００７】＜請求項２，３の発明＞光半導体層の表面
にはそれの持つ親水性機能により水膜が張ったような状
態になるので、光半導体層の形成された部位の表面には
直接には水中の不純物が付着しにくい。また水膜の上に
載った不純物は回りの水の流動で簡単に洗い流される。
もって、貯水槽内に不純物が付着、堆積することが防止
される。 ＜請求項４の発明＞光半導体層として形成された酸化チ
タンは酸化機能を発揮するので、有機物を分解して抗
菌、脱臭等に有効であり、もって貯水槽内を清浄に保つ
ことができる。 ＜請求項５の発明＞光半導体層はランプで照射されるこ
とにより確実に光励起される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の数々の実施形態を
添付図面に基づいて説明する。 ＜第１実施形態＞本発明の第１実施形態を図１及び図２
によって説明する。本実施形態では、飲料ディスペンサ
に装備された貯湯タンクを例示している。この貯湯タン
ク１の側壁の底部側には、投げ込み式のヒータ２が設け
られている。このヒータ２の外周には、図２に示すよう
に保護パイプ４が被せられており、横向きに貯湯タンク
１内に突出して取り付けられている。そして、給水弁５
を開放することで給水管６から貯湯タンク１内に水道水
が溜められ、ヒータ２により加熱されてお湯が生成され
るとともに、温度センサ７により湯温を検知しつつヒー
タ２の入り切りが繰り返されて湯温がほぼ一定に保持さ
れ、注出弁８を開放することで吐出管９からお湯が吐出
されるようになっている。

【０００９】さて上記したヒータ２における保護パイプ
４の外周面には、図２に詳細に示すように、酸化チタン
を主成分とした光半導体層１１が形成されている。な
お、この光半導体層１１の膜厚は強調するために実際よ
りも厚く図示されている。上記した光半導体層１１の形
成方法としては、以下に挙げるものがある。 第１例：塗膜形成要素としてシリコーンにアナターゼ型
チタニアルゾルを添加して、チタニア含有塗料用組成物
を調整し、これを保護パイプ４の外周面に塗布し、所定
の温度で硬化させてアナターゼ型チタニア粒子がシリコ
ーン塗膜中に分散された光半導体層１１を形成する。

【００１０】第２例：まず保護パイプ４の外周面に無定
形シリカの薄膜を形成し、次にテトラエトキシチタンＴ
ｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄ とエタノールとの混合物からなるチタ
ニアコーティング溶液を調整し、この溶液を保護パイプ
４の外周面に塗布して乾燥させる。テトラエトキシチタ
ンの加水分解によって、水酸化チタンが生成し、さらに
脱水縮重合によって無定形チタニアが生成する。 第３例：上記の第２例と同様に、保護パイプ４の外周面
上に無定形シリカの薄膜を形成し、スパッタリング法に
より無定形ＴｉＯ₂ からなる薄膜を形成してもよい。

【００１１】上記の各例のように形成された酸化チタン
を主成分とした光半導体層１１は、透明で、光励起に対
応して表面が親水性を示すものである。併せて、光励起
による酸化機能を有し、有機物を分解して抗菌、脱臭等
に有効となる。また、貯湯タンク１内の上部位置には、
ヒータ２に光を当てるべく蛍光ランプ１３が装備されて
いる。蛍光ランプ１３としては、酸化チタンが最もその
能力を発揮できる紫外線ランプ（波長が３７０ｎｍ近
辺）が好ましい。

【００１２】本実施形態は上記のような構造であって、
続いてその作用を説明する。ヒータ２は貯湯タンク１内
に貯留された水道水中に浸漬された状態にあり、水道水
中にはシリカやカルシウム等の不純物が含まれているの
で、その不純物がヒータ２、すなわち保護パイプ４の外
周面に付着する傾向にある。しかしながら、保護パイプ
４の外周面には光半導体層１１が形成されていて、この
光半導体層１１は蛍光ランプ１３からの光により励起さ
れて表面が親水性を示すので、保護パイプ４の外周面に
は水膜Ｗが形成された状態となる。そのため、保護パイ
プ４の外周面に直接に不純物が付着することが回避され
る。また水膜Ｗの上に載った不純物は、例えば給水時や
お湯の吐出時において貯湯タンク１内の水が流動するこ
とに伴って簡単に洗い流される。そのため、ヒータ２の
保護パイプ４の外周面に不純物が付着、堆積することが
防止される。これにより、ヒータ２が過剰加熱されるよ
うな事態が避けられる。併せて、光半導体層１１として
形成された酸化チタンは酸化機能を発揮するので、雑菌
類の繁殖を抑制する抗菌作用を呈し、ヒータ２の外周面
が清浄に保たれて衛生面上でも好適となる。なお、貯湯
タンク１の内面に、同様に光半導体層１１を形成するよ
うにしてもよい。

【００１３】＜第２実施形態＞図３は、セル形製氷機に
適用した第２実施形態を示す。この製氷機は、冷凍装置
の蒸発管２１が配された製氷小室２２に向けて、水皿２
３に設けられた噴水孔２４から製氷用水を噴出して製氷
し、製氷が完了したら、水皿２３を同図の矢線に示すよ
うに傾動させて製氷小室２２の下方を開放し、生成され
た氷を水皿２３上に落下させたのち回収するようになっ
ている。

【００１４】この製氷機において、各製氷小室２２の内
面に、酸化チタンを主成分とした光半導体層１１が形成
されている。光半導体層１１の形成方法としては、上記
第１実施形態と同様である。また、水皿２３の傾動端側
の外方に蛍光ランプ１３が配設され、水皿２３が下方に
傾動した場合に、製氷小室２２の内面を照射し得るよう
になっている。すなわち、光半導体層１１の持つ親水性
によって、製氷小室２２の内面に製氷用水中に混じった
不純物が付着することが防止され、また抗菌機能も併せ
て発揮されることで、製氷小室２２の内面が清浄に保た
れる。

【００１５】＜第３実施形態＞図４は、シャトルアイス
製氷機に適用した第３実施形態を示す。この製氷機は、
冷凍装置の蒸発管３１が上面に配された製氷基板３２の
下面に複数の製氷突起３３が突設され、この製氷突起３
３が、製氷用水の貯留された水皿３４内に浸漬されるこ
とで、製氷突起３３の回りに逆ドーム状の氷塊Ｉを生成
し、製氷が完了したら、水皿３４を同図の矢線に示すよ
うに傾動させて製氷突起３３の下方を開放することによ
り、氷塊Ｉを落下させて回収するようになっている。

【００１６】この製氷機において、各製氷突起３３の表
面に、酸化チタンを主成分とした光半導体層１１が形成
されている。光半導体層１１の形成方法としては、上記
第１実施形態と同様である。また、水皿３４の傾動端側
の外方に蛍光ランプ１３が配設され、水皿３４が下方に
傾動した場合に、製氷突起３３を照射し得るようになっ
ている。同様に、光半導体層１１の持つ親水性によっ
て、製氷突起３３の外面に製氷用水中に混じった不純物
が付着することが防止され、また抗菌機能も併せて発揮
されることで、製氷突起３３が清浄に保たれる。

【００１７】＜第４実施形態＞図５は、オーガ式製氷機
に適用した第４実施形態を示す。この製氷機は、外周面
に冷却パイプ４１が巻装された冷凍ケーシング４２内
に、給水管４３から製氷用水を供給して冷却し、螺旋刃
４４を備えたオーガ４５により、ケーシング４２の内周
面に氷結した氷層を掻き取り、氷圧縮通路を有する押圧
頭４６を通して氷柱を形成し、これをカッタ４７で切断
して氷粒Ｉとして取り出すようになっている。

【００１８】この製氷機において、冷凍ケーシング４２
の内周面に、酸化チタンを主成分とした光半導体層１１
が形成されている。また、冷凍ケーシング４２の底部に
は蛍光ランプ１３が配設されている。この場合蛍光ラン
プ１３は、防水処理が施されている必要がある。したが
って、光半導体層１１の持つ親水性によって、冷凍ケー
シング４２の内周面に製氷用水中に混じった不純物が付
着することが防止され、また抗菌機能も併せて発揮され
ることで、冷凍ケーシング４２内が清浄に保たれる。

【００１９】また、製氷用水を所定のレベルに貯留して
おくための貯水タンク４８が装備されており、この貯水
タンク４８の内面にも、同じく酸化チタンを主成分とし
た光半導体層１１が形成されているとともに、貯水タン
ク４８の蓋板４９の裏面に、貯水タンク４８の内面を照
射する蛍光ランプ１３が設けられている。この場合も、
蛍光ランプ１３は防水処理が施されていることが望まし
い。同じく光半導体層１１の持つ親水性によって、貯水
タンク４８の内面に製氷用水中に混じった不純物が付着
することが防止され、また抗菌機能も併せて発揮される
ことで、貯水タンク４８内が清浄に保たれる。

【００２０】＜第５実施形態＞図６は、食器洗浄機に適
用した第５実施形態を示す。この食器洗浄機は、洗浄並
びにすすぎに供した後の熱湯を貯める洗浄タンク５１か
らオーバーフローした排湯を、予熱タンク５２の回りに
順次に流通させ、その排熱を利用して、予熱タンク５２
に貯留されたすすぎ水を貯湯タンク５３で本格加熱する
前に予備加熱するようにしたものである。

【００２１】このような食器洗浄機において、洗浄タン
ク５１の内面、予熱タンク５２の内面、貯湯タンク５３
の内面、及び洗浄室ドア５４の内面に、それぞれ酸化チ
タンを主成分とした光半導体層１１が形成されている。
また、洗浄室５５の天井部には、洗浄室ドア５４の内面
及び洗浄タンク５１の内面を照射するための蛍光ランプ
１３が、予熱タンク５２の天井面には、その内面を照射
する蛍光ランプ１３が、また、貯湯タンク５３の天井面
には、その内面を照射するための蛍光ランプ１３がそれ
ぞれ配設されている。上記の構造により、光半導体層１
１の持つ親水性によって、洗浄タンク５１の内面、予熱
タンク５２の内面、貯湯タンク５３の内面、及び洗浄室
ドア５４の内面に、水道水中に混じった不純物が付着す
ることが防止され、また抗菌機能も併せて発揮されるこ
とで清浄に保たれる。

【００２２】＜第６実施形態＞図７は、給茶機に適用し
た第６実施形態を示す。この給茶機は、供給された水を
ヒータ６１により加熱して熱湯として貯留する貯湯タン
ク６２と、供給された水を冷却回路６３により冷却して
冷水として貯留する冷水タンク６４とを備え、上記の熱
湯及び冷水から、お茶、白湯、冷水茶及び冷水を選択的
に供給できるようにしたものである。

【００２３】この給茶機において、貯湯タンク６２の内
面と、冷水タンク６４の内面とに、それぞれ酸化チタン
を主成分とした光半導体層１１が形成されている。ま
た、貯湯タンク６２内の上部には貯湯タンク６２の内面
を照射する蛍光ランプ１３が、冷水タンク６４内の上部
には冷水タンク６４の内面を照射する蛍光ランプ１３が
それぞれ配設されている。上記の構造により、光半導体
層１１の持つ親水性によって、貯湯タンク６２並びに冷
水タンク６４の内面に、水道水中に混じった不純物が付
着することが防止され、また抗菌機能も併せて発揮され
ることで、両タンク６２，６４内が清浄に保たれる。

【００２４】＜第７実施形態＞図８は、冷水供給装置に
適用した第７実施形態を示す。この冷水供給装置は、冷
却パイプ７１により冷却される冷水タンク７２が備えら
れ、この冷水タンク７２内に給水管７３から水道水が供
給されて貯留され、冷水タンク７２の内面に一定の氷Ｉ
を生成しつつ冷水を生成する。一方、循環水路７４によ
って、生成された冷水が冷水タンク７２の底面側から汲
み上げられて上面から還流するように循環され、もって
冷水が冷却状態に保持され、上記の循環水路７４から分
岐した注水路７５の注水弁７６を適宜に開放することに
よって、冷水が注出されるようになっている。

【００２５】このような冷水供給装置において、冷水タ
ンク７２の内面に、酸化チタンを主成分とした光半導体
層１１が形成されている。また、冷水タンク７２の天井
面に、冷水タンク７２の内面を照射する蛍光ランプ１３
が配設されている。上記の構造により、光半導体層１１
の持つ親水性によって、冷水タンク７２の内面に、水道
水中に混じった不純物が付着することが防止され、また
抗菌機能も併せて発揮されることで、冷水タンク７２内
が清浄に保たれる。

【００２６】＜第８実施形態＞図９は、電解水生成装置
に適用した第８実施形態を示す。この電解水生成装置
は、濃塩水タンク８１と、希塩水タンク８２と、電解槽
８３と、酸性イオン水タンク８４と、アルカリ性イオン
水タンク８５とを備えており、濃塩水タンク８１内に
は、水道水に塩を多量に溶解させた濃塩水が貯留され
て、希塩水タンク８２内で濃塩水がさらに水道水で希釈
されて希塩水として貯留される。そして、この希塩水が
電解槽８３に供給されて電気分解され、生成された酸性
及びアルカリ性の各イオン水が、酸性イオン水タンク８
４とアルカリ性イオン水タンク８５とにそれぞれ貯留さ
れるようになっている。

【００２７】このような電解水生成装置において、濃塩
水タンク８１、希塩水タンク８２、酸性イオン水タンク
８４、及びアルカリ性イオン水タンク８５の内面に、酸
化チタンを主成分とした光半導体層１１が形成されてい
る。また、それぞれのタンク８１，８２，８４及び８５
内の上部側または天井面に、それらのタンク８１，８
２，８４及び８５の内面を照射する蛍光ランプ１３が配
設されている。上記の構造により、光半導体層１１の持
つ親水性によって、各タンク８１，８２，８４及び８５
の内面に、貯留水中に混じった不純物が付着することが
防止され、また抗菌機能も併せて発揮されることで、各
タンク８１，８２，８４及び８５内が清浄に保たれる。

【００２８】＜第９実施形態＞本発明の第９実施形態を
図１０及び図１１により説明する。この実施形態では、
ビールサーバの冷却管に適用した場合を例示している。
ビールサーバは、図１０に示すように、冷却機構９１に
より冷却される冷水を貯留した冷水槽９２内に、ステン
レス製の冷却管９３が浸漬配設され、その一端がビール
樽９４に接続されるとともに、他端が注出コック９５に
接続されている。また、ビール樽９４にはボンベ９６か
ら炭酸ガスが導入されている。そして注出コック９５が
開かれると、ガス圧により圧送されたビールは、冷却管
９３を通る間に冷水槽９２内の冷水と熱交換されて冷却
され、ジョッキ９７等に注出されるようになっている。
この場合、冷水には水道水が使用されるが、長時間使用
していると水道水中の不純物が次第に冷却管９３の外面
に付着して堆積し、冷水と、冷却管９３内を通るビール
との間で熱交換が十分にできず、冷えたビールが供給で
きなくなるという問題が生ずる。

【００２９】このためこの実施形態では、図１１に示す
ように、冷却管９３の外面に、酸化チタンを主成分とし
た光半導体層１１が形成されている。光半導体層１１の
形成方法は、上記第１実施形態と同様である。また冷水
槽９２の蓋板９８の裏面には、冷却管９３の外面を照射
可能な蛍光ランプ１３が配設されている。上記の構成に
よれば、光半導体層１１は蛍光ランプ１３からの光によ
り励起されて表面が親水性を示すので、冷却管９３の外
面には水膜が形成された状態となる。そのため、冷却管
９３の外面に冷水中の不純物が直接に付着することが回
避される。また水膜の上に載った不純物は、冷水の入れ
替え時等において冷水槽９２内の水が流動することに伴
って簡単に洗い流される。そのため、冷却管９３の外面
に不純物が付着、堆積することが防止され、冷水と中の
ビールとの熱交換が効率良く行われて、良く冷えたビー
ルを供給することが可能となる。併せて、光半導体層１
１として形成された酸化チタンは酸化機能を発揮するの
で、雑菌類の繁殖を抑制する抗菌作用を呈し、冷却管９
３の外面が清浄に保たれて衛生面上でも好適となる。

【００３０】＜第１０実施形態＞図１２は、本発明の第
１０実施形態を示す。上記第９実施形態に例示したビー
ルサーバにおいて、冷却管９３内を流通するビールには
炭酸ガスの圧力が掛かっていて、ビールが通過する際の
抵抗でその炭酸ガスが発泡しようとする。一方、冷却管
９３の内面には、ビール中に含まれた蛋白質が付着しや
すく、そうすると泡立ちがより激しくなり、注出した際
にビールが泡だらけとなって美味しさが低下するという
問題がある。また、蛋白質等の不純物が堆積すると冷却
管９３が目詰まりを起こすので、冷却管９３内を頻繁に
掃除せねばならず、面倒であるという問題もあった。

【００３１】そこで本実施形態では、冷却管９３の内面
に、親水性を示す層９９が形成されている。この親水性
層９９はシリカを主成分として構成されており、例え
ば、水溶性ウレタン樹脂とシリカゾルを含む親水性層形
成剤を入れた槽に浸漬し、水切り後、所定温度で焼き付
けることにより、冷却管９３の内面に親水性層９９が形
成される。

【００３２】このように冷却管９３の内面に親水性層９
９が形成されていると、冷却管９３の内面には水膜が形
成された状態となって、ビール中に含まれた蛋白質が付
着しにくくなり、またビールの流通に伴って簡単に洗い
流され、よって冷却管９３の内面に蛋白質が付着、堆積
することが防止される。また、親水性層９９の表面には
水酸基があって、ビールが流通する場合にはその水酸基
との摩擦となり、これはステンレス管との摩擦よりも抵
抗が小さくなるため、上記の蛋白質の付着が無いことと
併せて、過剰な泡立ちが有効に抑制される。その結果、
適度に泡の立った美味しいビールを注出することができ
る。また、冷却管９３の内面に付着物が出ないことで衛
生的にも優れ、頻繁に掃除する必要もないから、使い勝
手に優れたものとなる。

【００３３】＜他の実施形態＞本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に
含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施することができる。 （１）光半導体層が外部光源によって照射されるように
なっていれば、蛍光ランプの配設は省いてもよい。 （２）本発明は、液体が接触する部位全般について適用
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態に係る貯湯タンクの断
面図

【図２】 ヒータの拡大横断面図

【図３】 第２実施形態の断面図

【図４】 第３実施形態の断面図

【図５】 第４実施形態の断面図

【図６】 第５実施形態の一部切欠正面図

【図７】 第６実施形態の断面図及びブロック図

【図８】 第７実施形態の断面図

【図９】 第８実施形態の断面図及びブロック図

【図１０】 第９実施形態に係るビールサーバの一部切
欠正面図

【図１１】 その冷却管の拡大断面図

【図１２】 第１０実施形態の冷却管の拡大断面図

【符号の説明】

１…貯湯タンク ２…ヒータ ４…保護パイプ １１…
光半導体層 １３…蛍光ランプ Ｗ…水膜 ２２…製氷
小室 ３３…製氷突起 ４２…冷凍ケーシング ４８…貯水タンク ５１…洗浄タンク ５２…予熱タン
ク ５３…貯湯タンク ５４…洗浄室ドア ６２…貯湯タンク ６４…冷水タン
ク ７２…冷水タンク ８１…濃塩水タンク ８２…希塩水タンク ８４…酸性
イオン水タンク ８５…アルカリ性イオン水タンク ９
２…冷水槽 ９３…冷却管 ９９…親水性層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体が接触する部位の表面に、親水性を
   示す層を形成しておき、この親水性層によって液中に含
   まれる不純物が表面に付着するのを防止することを特徴
   とする不純物付着防止方法。
2. 【請求項２】 貯留された水が接触する部位の表面に、
   光励起によって親水性を示す光半導体層を形成してお
   き、この光半導体層が発揮する親水性によって水中の不
   純物の付着を防止することを特徴とする貯水槽内の不純
   物付着防止方法。
3. 【請求項３】 貯留された水が接触する部位の表面に、
   光励起によって親水性を示す光半導体層を形成したこと
   を特徴とする貯水槽。
4. 【請求項４】 前記光半導体層が酸化チタンを主成分と
   して構成されていることを特徴とする請求項３記載の貯
   水槽。
5. 【請求項５】 前記光半導体層を照射するランプを備え
   たことを特徴とする請求項３または請求項４記載の貯水
   槽。